固结磨料研磨抛光垫磨粒保持性能研究

摘要

磨粒与粘结剂之间的结合力对固结磨料研磨抛光垫（fixed abrasives pad,FAP）的加工性能有重要影响，本文从磨粒表面改性和材料特性两个方面研究了其对FAP的磨粒保持性能和自修正性能的影响，设计了一种数字图像处理系统检测FAP的磨粒保持性能。本文所完成的主要工作如下：
　　1.FAP磨粒保持性能检测。设计FAP表面图像处理系统，通过提高显微镜的放大倍数和规范拍摄取点位置，解决了固结磨料研磨抛光垫表面金刚石数量拍摄不完整和检测结果不确定的问题；三种金刚石识别方法(RGB识别、阈值、边缘检测)中，RGB识别与阈值法对图像中的金刚石误识别少，且识别后产生的干扰也较少。提出两个指标：金刚石个数与金刚石所占FAP的面积比，评价FAP的磨粒保持性能。
　　2.探索金刚石表面改性对FAP加工性能的影响。研究了包覆金刚石的磨粒浓度、包覆前后金刚石形貌、包覆比例和热处理工艺对FAP加工性能的影响。研究表明：随着包覆比例的提高，氧化镍包覆层的结构逐渐复杂化。包覆比例为30％时，包覆层表面形成复杂的球状凸起与蜂窝网状结构，提高金刚石的表面粗糙度增加金刚石与树脂之间的结合力；其材料去除速率与热处理修改之前相比提高了2.4倍。
　　3.探索材料特性对FAP加工性能的影响。研究了K9玻璃和硅片两种加工材料不同加工顺序下研磨过程中的声发射信号、摩擦系数和磨屑特征。结果表明：不同加工顺序下工件的材料去除率差别很大。与直接研磨硅片相比，先加工K9玻璃再加工硅片，硅片的材料去除率出现大幅下降。无论哪种顺序，后加工的工件表面粗糙度均比直接加工的同种工件要大。硅片磨屑较大的尺寸与完整的棱角促进了研磨垫的自修正过程。

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注释表

第一章 绪 论

1.1 引 言

1.2化学机械抛光

1.3 金刚石表面改性方法

1.4 本文研究的主要内容

第二章 FAP表面磨粒保持性能检测

2.1硬件系统

2.2 软件系统

2.3 金刚石数量的理论计算

2.4 小结

第三章 金刚石表面改性对FAP的磨粒保持性能影响

3.1 非均匀化学沉积氧化镍简述

3.2 实验参数设定

3.3 磨粒浓度

3.4 包覆比例影响

3.5 热处理

3.6 小结

第四章 材料特性对FAP的磨粒保持性能影响

4.1研磨垫制备

4.2工件预处理

4.3研磨试验设计

4.4结果与讨论

4.5小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

致谢

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